【正文】 分成兩個(gè) 8位的計(jì)數(shù)器， THi用來存放初值。 （ 3） 中斷優(yōu)先級：幾個(gè)中斷源同時(shí)申請中斷時(shí)， CPU 必須區(qū)分哪個(gè)中斷源更重要，從而確定優(yōu)先處理哪個(gè)中斷事件。 RI：接受中斷標(biāo)志。 IT1：外中斷 1 觸發(fā)類型標(biāo)志位。 EX1： EX1=1 時(shí)為允許外部中斷 INT1 中斷。 PS：串行口發(fā)送 /接收中斷優(yōu)先級擇位。 ES： ES=1 時(shí)為允許串行口發(fā)送 /接受中斷。 IT0：外中斷 0 觸發(fā)類型標(biāo)志位。 TF0：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 溢出標(biāo)志。 3． 2． 2 中斷系統(tǒng)中的 SFR 與中斷系統(tǒng)有關(guān)的 SFR 有 SCON、 TCON、 IE和 IP。一般 T1 作波特率發(fā)生器時(shí)，常設(shè)置成方式 2的自動(dòng)重裝模式，其結(jié)構(gòu)如圖 所示。 T0 和T1 各有一個(gè) 16 位的寄存器，由高 8 位和低 8位組成，可以 進(jìn)行讀寫操作，復(fù)位時(shí)這四個(gè)寄存器全部清零。 CPU 響應(yīng)中斷后自動(dòng)復(fù)位。溢出時(shí)自動(dòng)置 1，中斷響應(yīng)后自動(dòng)復(fù)位，也可用軟件復(fù)位。 00 為方式 0，為 13 位計(jì)數(shù)器方式； 01為方式 1，為 16 位計(jì)數(shù)器方式； 10 為方式 2，為 8 位自動(dòng)重裝初值方式； 11 為方式 3，為兩個(gè) 8 位計(jì)數(shù)器與波特率發(fā)生器工作方式。C1 1 0 0 181。電路中 VT1β≥ 200， VT2β≥ 150，其他元件自定。下面介紹一種雙穩(wěn)態(tài)超聲波接收機(jī)電路，它的前級電路同單穩(wěn)態(tài)超聲波接收 電路完全一樣，只是執(zhí)行電路不同。電路工作電壓 9V，工作電流 40~50mA。其中門 YF1與門 YF2組成可控振蕩器，當(dāng) S按下時(shí)，振蕩器起振，調(diào)整 RP改變振蕩頻率，應(yīng)為 40kHZ。 2kHZ。 T4016是反饋耦合元件，對于電路來說又是輸出換能器。 F3的輸出激勵(lì)換能器T4016的一端和反向器 F4， F4輸出激勵(lì)換能器 T4016的另一端，因此，加入F4使激勵(lì)電壓提高了一倍。接收換能器對聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測距離。 2． 2 超聲波測距的原理 2． 2． 1 常見的測距法 目前最常用的測距法有兩種 : (1) 超聲波測距法 :超聲波是頻率 20kHz以上的機(jī)械振動(dòng)波，利用發(fā)射脈沖和接收脈沖的時(shí)間間隔推算出距離。 配置方式 用途 特征 直接方式 遙 控 探測物體 ① 探測靈敏度可自由設(shè)定，易于設(shè)計(jì) ② 設(shè)置場所需在兩處 反射方式（獨(dú)立型） 探測物體 測量距離 ① 需要從 T 向 R 直接迂回輸入的對策 ② 可使用 T 和 R 專用的傳感器，效率高 ③ 多用于近距離 反射方式（兼用型） 探測物體 測量距離 ① 需要發(fā)射接收切換電路 ② 不能近距離測量 圖 超聲波探測物體的方式 對于直接方式，我們常用來探測物體。 ② 聲波幅值檢測法 聲波幅值檢測法易受反射波的影響 ③ 渡越時(shí)間檢測法 (TOF) 渡越時(shí)間檢測法的工作方式簡單，直觀，在硬件控制和軟件設(shè)計(jì)上都非常容易實(shí)現(xiàn)。 常用的壓電材料有兩類，一是天然或人工 制造的壓電單晶體，如石英等，另一類是人工燒制的多晶壓電陶瓷，這兩類材料經(jīng)加工后，都可得到與外加電場頻率相同的壓電應(yīng)變，反之亦然。 圖 反壓電效應(yīng) 有些單晶體和晶體陶瓷材料受到應(yīng)力后，能在材料中產(chǎn)生電場，這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)，這些材料被稱為壓電材料。 目前，超聲波測距傳感器在超聲波測距中應(yīng)用十分廣泛。最基本的用來檢測電容變化的 電路中，將電容作為振蕩電路中的一個(gè)元件，只有在傳感器電容值超過單一闡值時(shí)，振蕩電路才開始振蕩，將此信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，即可表示與外界物體的距離。當(dāng)其靠近時(shí)，磁場變?nèi)?。非接觸測量距離的方法很多，從納 米級微小位移成成千上萬公里甚至更遠(yuǎn)的距離，它們的測量應(yīng)用了多種原理，采用了各種不同的裝置。鑒于此，本課題將開發(fā)一種適合于實(shí)驗(yàn)室的體積小、成本低的超聲波測距傳感器。該方法在測距中通過兩次探測求取回波包絡(luò)曲線來得到回波的起點(diǎn)，通過這樣處理后超聲波行 業(yè) 用 途 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 的傳播時(shí)間的精度得到了很大的提高對于體積較小成本較低的機(jī)器人，這些特點(diǎn)尤為突出，相比之下，超聲波測距的特點(diǎn)彌補(bǔ)了以上不足， 表 超聲波在檢測技術(shù)中的廣泛應(yīng)用 具體應(yīng)用產(chǎn)品和事物 工業(yè) 金屬材料和部分非金屬材料探傷，超聲振動(dòng)切削加工，超聲波清洗零件，超聲波焊接，超聲波流量計(jì)，超聲波料位及液位檢測，濃度檢測，硬度計(jì) 通訊 定向通訊 醫(yī)療 超聲波成像儀器，超聲波血流計(jì)，超聲波潔牙器等 家用電器 遙控器，加濕器，防盜報(bào)警器，超聲波驅(qū)蟲器 其他 盲人防撞裝置，汽車倒車測距報(bào)警器，裝修工程測距（計(jì)算用料） 在許多情況下能很好地完成探測任務(wù)。人類采用仿生學(xué)，人工發(fā)射出超聲波。 (6) 超聲是聽不見的，在高強(qiáng)度應(yīng)用中，這一點(diǎn)為超聲波帶來了很 大優(yōu)勢。 (2) 超聲波具有良好的指向性。反射波的強(qiáng)度工。除此之外，超聲波還有其它特性 : (1) 超聲波頻率高、波長短，所以和光波一樣，可以集中向一個(gè)方向傳播，并用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ顾鼤奂虬l(fā)散，另外，由于波的強(qiáng)度和頻率的平方成正比，所以在同樣振幅的條件下，超聲波的強(qiáng)度比聲波大的多。其中，靠近低頻段主要用于空氣和液體介質(zhì)中的測量系統(tǒng)，中頻和高頻段主要用于固體介質(zhì)的測量。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直于傳播方向的波。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 圖 51 系列單片機(jī)封裝圖 1． 3 超聲波產(chǎn)生和特性 1． 3． 1 超聲波的定義 通常把振動(dòng)頻率 20kHz以上的機(jī)械波稱為超聲波，超聲波是人耳聽不見的一種機(jī)械波，它波長較短，穿透性較強(qiáng)，繞射小，具有一定的方向性，能夠成為射線而定向傳播。采用單片機(jī)處理技術(shù)對物位進(jìn)行精確計(jì)算，并由一體化溫度變送器檢測環(huán)境溫度。 Dissertation ing into being first of all through the ultraaudible sound with the property is begined with to anticipate the ultraaudible sound to calculate to elaborate with the ultrasonic ranging technique ， Moreover obtain the feasible quality analysis with 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 researcies of main research substance of native dissertation 。 3．用 51系列單片機(jī)系統(tǒng)仿真工具（或?qū)嶒?yàn)裝置）對系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試。軟件的編寫我們采用匯編語言和 C語言相結(jié)合的方法。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)－超聲波料位計(jì) 專 業(yè)：自 動(dòng) 化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 202151222 指導(dǎo)教師： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 西安建筑科技大學(xué) 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )開題報(bào)告 院 （系） 信 控 學(xué) 院 專業(yè)班級 自動(dòng)化 0102 班 課題名稱： 超聲波料位計(jì) 學(xué)生姓名： 李 凱 學(xué)號： 202151222 指導(dǎo)教師： 何 波 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )起止 時(shí)間： 2021 年 03 月 28 日 ～ 06 月 25 日 (共 13 周 ) 2021 年 04 月 15 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 1．文獻(xiàn)綜述 （含主要參考文獻(xiàn)） 第一部分：我們對超聲波的了解 通常把振動(dòng)頻率 20kHz以上的機(jī)械波稱為超聲波，超聲波穿透性較強(qiáng)，具有一定的方向性，傳輸過程中衰減較小，反射能力較強(qiáng)。 第四部分：調(diào)試 用 51系列單片機(jī)系統(tǒng)仿真工具（或?qū)嶒?yàn)裝置）對系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試。 思路 : 采用 AT89C51 單片機(jī)作為主控制器，用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) LED 數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動(dòng)信號用單片機(jī)的定時(shí)器完成 . ． 所須的工作條件 (如工具書、實(shí)驗(yàn)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)環(huán)境條件、調(diào)研、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)條件等 )及解決的辦法 參考書： 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 李建忠編著 西安電子科技大學(xué)出版社 2021 年 2 月 硬件： AT89C51 單片機(jī)和其他電阻電容三極管等 電力電子元件 軟件：單片機(jī)匯編語言，單片機(jī) C 語言等 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 5．工作方案及進(jìn)度計(jì)劃 進(jìn)度計(jì)劃： 1 安排設(shè)計(jì)內(nèi)容，擬定設(shè)計(jì)題目 1 周 2 查找相關(guān)書籍和資料 2～ 4 周 3 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，選擇設(shè)計(jì)方案 5 周 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 6～ 8 周 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試 9～ 13 周 6 撰寫畢業(yè)論文 14～ 15 周 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 16 周 6．指導(dǎo)教師審 閱意見 指導(dǎo)教師 (簽字 )： 年 月 日 開題報(bào)告答辯會意見（含指導(dǎo)教師至少三人參加） 參加人 (簽字 )： 年 月 日 說明： (設(shè)計(jì) )任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )任務(wù)書”、正式開始做畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )的第 2 周或第 3 周末之前獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。 Afterwards knowledge by means of the ultraaudible sound of understanding to the ultrasonic ranging rule with nearer year fireing and the receiving electric circuit has stressly been carried on The function introductions of 51 serial SingleChip Microputers and the software and hardware respect design ， Detailed introduction and analysis were make to circuit diagram and flow diagram ， Still propose some proposals on the system debug respect 。該儀表應(yīng)用范圍廣，可測量液體介質(zhì)、固體介質(zhì)、各種不同渠道的流量等，不受介質(zhì)密度、導(dǎo)電性、介電常數(shù)等的影響，牢固耐用，測量數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確。傳輸過程中衰減較小，反射能力較強(qiáng)。它只能在固體中傳播。這主要是由于介質(zhì)對聲波能量的吸收隨聲波頻率的升高而增加，頻率越高，聲波在介質(zhì)中衰減就越快。 (2) 超聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，由于部分能量被媒質(zhì)吸收變?yōu)闊?，?qiáng)度隨波逐漸減弱。與入射波的強(qiáng)度工之比 (聲強(qiáng)反射系數(shù)日 )由下式?jīng)Q定 . （ ） Z Z2分別代表入射媒質(zhì)和反射媒質(zhì)的聲阻抗 率。指向性由聲源直徑和頻率來決定，聲212121 ）（ ZZ ZZII ????? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 源的直徑越大或頻率越高，指向性就越好 。在這些應(yīng)用中，如果使用可聽聲，效率也許會更高，但同時(shí)會產(chǎn)生巨大的噪聲，對人體造成傷害。 目前，超聲波已應(yīng)用在民用及國防工業(yè)中。因此超聲波測距得以廣泛的推廣。不過因?yàn)樾枰?jīng)過兩次探測后才能得到回波的包絡(luò)，且計(jì)算包絡(luò)需要一些信息處理時(shí)問，這樣盲區(qū)較大約為。 1． 5 本論文的主要研究內(nèi)容及可行性分 析 本論文是以超聲波料位計(jì)的工作原理為內(nèi)容的出發(fā)點(diǎn)的，先進(jìn)行硬件方面的學(xué)習(xí)，比如先通過參考別人的一些資料，了解硬件的基本知識和功能，然后進(jìn)行硬件的選型，最后搭建出一個(gè)合理的